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DTDS:用于侧信道能量分析的Dilithium数据集
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作者 袁庆军 张浩金 +2 位作者 樊昊鹏 高杨 王永娟 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第8期2499-2508,共10页
量子计算的飞速发展威胁了传统密码系统的安全性,进而推动了后量子密码算法的研究与标准化。Dilithium数字签名算法基于格理论设计,于2024年被美国国家标准与技术研究院(NIST)选定为后量子密码算法标准。同时,对Dilithium的侧信道分析,... 量子计算的飞速发展威胁了传统密码系统的安全性,进而推动了后量子密码算法的研究与标准化。Dilithium数字签名算法基于格理论设计,于2024年被美国国家标准与技术研究院(NIST)选定为后量子密码算法标准。同时,对Dilithium的侧信道分析,特别是能量分析,也成为当前的研究热点。然而,现有的能量分析数据集主要针对经典分组密码算法,如AES等,缺乏Dilithium等新型算法的数据集,限制了相关侧信道分析方法的研究。为此,该文采集并公开首个针对Dilithium算法的能量分析数据集,旨在促进后量子密码算法的能量分析研究。该数据集基于Dilithium的开源参考实现,在Cortex M4处理器上运行,并通过专用设备采集,包含60000条Dilithium签名过程中采集的能量迹,以及与每条能量迹对应的签名源数据和敏感中间值。进一步对构造的数据集进行可视化分析,详细研究了随机多项式生成函数polyz_unpack的执行过程及其对能量迹的影响。最后,使用模板分析和深度学习分析方法对数据集进行建模和测试,验证了该数据集的有效性和实用性。数据集和相关代码见https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00173.00001。 展开更多
关键词 后量子算法 dilithium算法 侧信道分析 能量分析 数据集
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基于Dilithium的可追踪环签名方案
2
作者 刘健 王伊婷 +2 位作者 严妍 霍珊珊 李艳俊 《网络安全与数据治理》 2025年第6期20-27,共8页
传统基于数论难题的环签名方案面临严峻安全威胁,且完全匿名的特性易被滥用于非法活动。可追踪环签名作为环签名的变体,在满足匿名性的同时,又可追踪恶意签名避免匿名滥用,实现对签名者的可控监管。后量子数字签名方案Dilithium具有开... 传统基于数论难题的环签名方案面临严峻安全威胁,且完全匿名的特性易被滥用于非法活动。可追踪环签名作为环签名的变体,在满足匿名性的同时,又可追踪恶意签名避免匿名滥用,实现对签名者的可控监管。后量子数字签名方案Dilithium具有开销小、运算快且可抵御量子攻击等优点。提出一种基于Dilithium的可追踪环签名方案,首次将NIST标准化签名算法Dilithium与可控匿名性相结合,实现抗量子攻击的隐私保护与滥用追溯双重目标。在随机预言机模型下,证明本方案具有不可伪造性、匿名性、可链接性以及可追踪性。同时,基于Dilithium可追踪环签名算法设计了一种跨链交易方案,满足数据交易的隐私保护。与其他方案对比,该方案计算开销显著降低,而通信开销还需进一步优化。 展开更多
关键词 dilithium算法 可追踪环签名 哈希锁定 随机预言机模型
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Dilithium算法的FPGA高效扩展性优化 被引量：1
3
作者 燕云飞 李斌 +3 位作者 魏源鑫 张博林 马添翼 周清雷 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期826-834,共9页
为提高Dilithium在实际应用中的运行效率,提出了一种Dilithium算法的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)高效扩展性优化实现。具体在以下几个方面进行优化:将KOA(Karatsuba-Offman-Algorithm)算法与快速模约减算法... 为提高Dilithium在实际应用中的运行效率,提出了一种Dilithium算法的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)高效扩展性优化实现。具体在以下几个方面进行优化:将KOA(Karatsuba-Offman-Algorithm)算法与快速模约减算法相结合,构成快速模乘单元,优化数论转换(Number TheoreticTransform,NTT)实现的大量多项式乘法;采用多RAM(Random Access Memory)存取参与运算的多项式系数,根据Dilithium算法的特点,设计了一种多项式系数读取策略,以快速、正确地读取RAM中的多项式系数。针对方案中的采样和散列工作,分析了SHAKE算法系列的特点,设计了一种低延迟可扩展的Keccak硬件架构,使得其能够根据输入信号的不同执行不同的SHAKE算法。实验结果表明,所提方案在频率方面相比其他方案提升了60.7%~131.9%,兼顾硬件的资源消耗和执行效率。 展开更多
关键词 dilithium算法 现场可编程门阵列 数论变换 硬件实现
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